水性肠溶型药用包衣材料的制备

陈孝起，周海军，李富杰，肖 为，李彦涛

（河北省科学院能源研究所，河北 石家庄 050081）

聚合物广泛用作固体制剂的包衣膜材，其中纤维素衍生物常用于普通的薄膜包衣，而药用丙烯酸聚合物在功能性药用包衣占据主导地位，其是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、丙烯酸或丙烯酸酯等单体按一定配比的共聚物或与其它酯的聚合物［1～4］。根据不同要求可制得在不同pH环境下溶解的包衣材料［2］，使得药物的活性成分在特定环境中释放，获得最佳吸收。其中一些以羧基作为功能基团的阴离子型聚甲基丙烯酸酯可以用于肠溶包衣材料，由于COOH含量的不同，使其在特定的pH时以盐的形式溶解。本文采用乳液聚合法，对肠溶型丙烯酸乳液的制备进行研究，并讨论了乳化剂种类、配比、用量及加料方式对其乳液性能的影响。

1 材料方法

1.1 主要实验材料

丙烯酸乙酯（BA）、甲基丙烯酸（MAA）均为分析纯，天津博迪化学试剂有限公司，使用前需进行减压精馏；烯丙基聚醚硫酸盐、脂肪醇醚磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇聚氧乙烯醚，工业级，上海忠诚精细化工有限公司；水性引发剂过硫酸钾，分析纯，由天津泰兴试剂厂。

1.2 丙烯酸乳液的制备

1）预乳化过程

将一定量的乳化剂、引发剂、水加入到带有温度计、恒压滴定管、冷凝管、电力搅拌的四口瓶中，搅拌至均匀，水浴温度设定为30℃，然后将等摩尔比的混合单体缓慢滴加到四口瓶中，预乳化90min左右，得到乳白色、均一的预乳液，备用。

2）聚合过程

将一定量的乳化剂、引发剂、水以及上述预乳液，加入带有温度计、恒压滴定管、冷凝管、电力搅拌的反应器中，通N2升温至75℃，反应体系逐渐显蓝光，开始滴加预乳液，约3h滴完，在78℃保温1h。冷却，出料过滤，得到丙烯酸乳液，进行性能测试。

1.3 性能表征

固含量测定：根据GB1725－1979测定；

乳液黏度测定：利用NDJ－1型旋转粘度仪进行测定；

聚合物结构测定：利用傅利叶变换红外光谱仪（FI－IR），对乳胶膜进行结构分析；

乳液的粒径大小及分布测定：利用LS900型激光粒度分析仪进行测定。

凝胶率测定：用200目滤网过滤乳液得到的残渣以及搅拌上的残渣，在120℃烘干，称量为m1，体系总量为 m0，凝胶率＝（m1／m0）×100%。

钙离子的稳定性测定：将乳液与5%氯化钙水溶液体积比4∶1混合，密封并静置48h观察是否出现凝胶或絮状沉淀物，若无凝胶或沉淀物则钙离子稳定性通过。

2 结果与讨论

2.1 聚合物的结构分析

采用乳液聚合法，过硫酸钾为引发剂，以等摩尔量的丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸进行加成聚合，得到分子链中含有COOH基的肠溶型聚丙烯酸树脂，其反应方程式如图1所示，并通过傅利叶变换红外仪对其结构进行测定，如图2所示。

图1 化学反应式

由图2所示，波数3200cm－1为—OH伸缩振动特征吸收峰；波数2960cm－1为甲基CH伸缩振动特征吸收峰；波数2930cm－1为亚甲基CH伸缩振动特征吸收峰；波数1730cm－1为C＝O伸缩振动特征吸收峰；而在1640cm－1处未发现—C＝C—伸缩振动特征吸收峰，由此证明反应单体分子链中的双键发生加成聚合反应，且反应较完全。

2.2 聚合物分子量的测定

将制得的乳液经过破乳、过滤、烘干，得到聚合物粉末，采用粘度法，以二甲基乙酰胺作为溶剂，测量温度25℃，对聚合物的分子量进行测定，结果见图3。

图2 肠溶型丙烯酸聚合物的红外光谱图

由两直线的交点，到得特性粘度［η］＝80.1，代入公式：

2.3 阴／非离子型的配比对乳液性能的影响

在乳液聚合中，乳化剂对乳液聚合的稳定性、粒径有较大的影响，其中常用的乳化剂有：非离子型和阴离子型乳化剂。由于单一乳化剂的乳化效果较差，因此在乳液聚合过程中常常采用复合乳化剂，提高乳化效果，降低临界胶束浓度（CMC）、减小乳液粒径。在乳化剂总量一定的情况下，考察阴离子和非离子乳化剂配比的不同对乳液性能的影响。

由表1可以看出：随着阴离子乳化剂含量的增加，乳液的凝胶率和平均粒径先减小后增大。由于所用阴离子型乳化剂的临界胶束浓度很低，随其用量增加，体系的临界胶束浓度降低，使胶束数目增加，成核几率大，生成的乳胶粒增加，有助于粒径的减小。另一方面，随阴离子乳化剂的增加，乳胶粒表面乳化剂的静电斥力增加，使乳液聚合稳定性降低。实验结果表明：在此体系中，阴／非离子乳化剂的最佳配比为3∶1。

图3 分子量测定图

表1 阴／非离子型乳化剂配比对乳液性能的影响

2.4 乳化剂用量对乳液性能的影响

在阴／非离子型乳化剂配比不变的情况下，讨论了乳化剂总用量对乳化剂性能的影响结果如图3所示。

表2 乳化剂用量对乳液性能的影响

当乳化剂用量较低时，乳胶粒表面不足够被乳化剂所包覆，在聚合过程中，乳胶粒之间很容易发生团聚现象，导致聚合体系不稳定，产生凝胶；乳化剂用量大时，则会产生大量泡沫，易产生凝胶。由表2可知，当乳化剂用量在3%时，乳化效果最佳，得到的粒径小、稳定的乳液。

2.5 加料方式对乳液性能的影响

在各项条件不变的情况下，分别尝试了三种聚合方式：①一次性投料法；②半连续法；③预乳化法。实验发现，前两者在聚合过程中易出现凝胶，而后一种方法最为稳定。因为第①种方法需要在聚合前加入全部单体，使得体系中单体浓度大，而MAA的水溶性极大，多为水相成核，致使体系粘度增大，容易凝胶。第②种方法，虽然降低了反应体系中单体浓度，但是将单体逐滴加入体系后，会从水相中或周围的乳胶粒中夺取乳化剂，甚至会把部分乳胶粒吸收并溶解在单体液珠中，使乳化体系稳定性降低［1］，易产生凝胶；第③种方法，既降低了反应体系中单体浓度，并且滴加的预乳液已经形成表面吸附一层乳化剂的单体珠滴，而不会再从周围环境中夺取乳化剂，使得反应稳定进行。

3 结论

采用预乳化乳液聚合法，成功制备了肠溶型的丙烯酸乳液，研究结果表明：乳化剂总量为3%，阴／非离子乳化剂配比为3∶1的乳化体系制得的乳液性能较好，乳液粒径小，涂膜附着力为1级。

［1］ 曹同玉，刘庆普，胡金生.聚合物乳液合成原理性能及应用（第二版）［M］.北京：化工工业出版社，2007.

［2］ 刘超.胃溶型丙烯酸树脂乳液的制备［J］.应用化学，2012，41（2）：297－313.

［3］ 王玉标，刘国军，刘素花等.乳化剂对丙烯酸酯微乳液聚合过程的影响［J］.涂料工业，2011，41（9）：13－17.

［4］ S.Dai，K.C.Tam，R.D.Jenkins.Aggregation behavior of methacrylic acid／ethyl acrylate copolymer in dilute solutions［J］.European Polymer Journal，2000，（36）：2671－2677